[发明专利]一种自动振动激励装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种自动振动激励装置，属于电控装置技术领域。

背景技术

本发明专利为一种用于敲击活立木的自动振动激励装置，能够自动产生振动激励。敲击活立木的目的是研究活立木的含水率和其共振频率之间的关系，最终建立活立木含水率和共振频率之间的关系模型。敲击活立木的传统方法主要是利用锤子进行人力敲击，这种方法费时费力，还有可能对树木表皮造成损害，针对上述不足，我们开发了这种自动振动激励装置，一方面可以使敲击频率保持稳定，敲击力度保持均衡，另一方面可以解放人力，方便将来在野外树林中的自动测量。

发明内容

本发明由单片机，LCD液晶屏，短距离无线遥控接收装置，短距离无线遥控发送装置，步进电机驱动器，步进电机，机械臂，锤头和底座构成，实验人员只需通过单片机或遥控上面的按键控制装置以某一频率进行敲击，引起活立木样本的受迫振动，然后读取振动测量仪器显示的振动频率，还可以通过LCD液晶屏得知装置的工作状态，操作十分简单，大大减轻了人力。

本发明实例采用的技术方案：

采用AT89S52单片机为主控芯片实现对自动振动激励敲击装置进行控制。

采用短距离无线遥控接收装置和短距离无线遥控发送装置实现远距离的控制。

采用可充电锂电池及稳压芯片对各个部件进行供电。

采用按键设置装置摆动角度，速度和频率。

采用1602LCD液晶屏显示设定的摆动角度，速度和频率。

采用步进电机带动机械臂完成敲击动作。

本发明实例的工作原理是：

1)主控系统：采用AT89S52单片机微控制器作为控制核心，通过I/O口对步进电机驱动器和1602LCD显示屏进行控制。

2)电源模块：采用额定电压为12V的充电锂电池供电，12v电源用来为步进电机驱动器供电；采用了LM2575芯片将12V稳压至5V，用来给单片机进行供电。

3)按键：总共使用四个按键，一个按键用来设置装置摆动的角度，一个用来设置装置摆动的速度，一个用来设置装置的敲击模式，另一个用来控制装置的运行和停止。

4)1602LCD液晶屏：与按键一起实现人机交互功能，液晶屏用来显示装置的工作状态，即装置摆动的角度，速度和频率。用单片机I/O口并行传输数据给液晶屏以实现液晶屏的显示。

5)短距离无线遥控接收装置：用来接收短距离无线遥控发送装置发来的信号，然后由单片机读取接收到的信号。

6)短距离无线遥控发送装置：设置有四个按键，角度设置键，速度设置键，敲击模式选择键，启动/停止键，功能与单片机上的四个按键相同，并把信号发送给无线遥控接收装置。

7)步进电机驱动器：采用TB6560AHQ芯片，能驱动二相和四相步进电机，细分有整步、二细分、八细分、十六细分可调，输出电流共有7个档，0.5-3.0A可调，具有过热自动保护功能，还可调整其衰减模式来调节消除步进电机锁定时的噪音和提高运动平稳性。

8)步进电机：四线二相步进电机，型号为42BYG-250C，相电流2.4A，外形尺寸42*42*48mm。

9)机械臂：使用钢材料，靠近电机转轴部位直径为10mm，远离转轴部位直径为5mm，目的是减轻电机的负载，机械臂前端安装了可以更换的锤头，锤头按直径分为6mm，12mm和18mm三种规格，分别适用于敲击不同材质的活立木。

10)底座：使用钢材料，外形尺寸60*60*10mm，上面有8个螺孔，四个用于固定电机于底座上，另外四个用于固定底座于桌子上。

附图说明

附图1为自动振动激励装置的主视图；

附图2为自动振动激励装置的俯视图；

附图3为自动振动激励装置控制系统的示意图；

附图4为自动振动激励装置结构示意图；

附图5为自动振动激励装置程序控制流程图。

具体实施方式

下面结合附图以具体实例对本发明作进一步说明。

1)参照附图1、附图2，附图3，自动振动激励装置包括：1、步进电机2、机械臂3、锤头4、底座5、LCD液晶屏6、短距离无线遥控接收装置7、启动/停止键8、速度设置键9、角度设置键10、电源模块11、步进电机驱动器12、短距离无线遥控发送装置。